處在靜室,張曉辰也清楚在討論平行宇宙時,我們必須先區分考察物理理論的兩種方法:
從外面開始,研究數學基本方程的數學家所持的,也稱為“鳥的視角”;生活在方程所描述世界裡的觀察者所持的內部觀點,也稱為“青蛙視角”。
以鳥的視角來看,第三層平行宇宙非常簡單:只用一個波函式就能描述,並且它隨時間平滑而確定地演化,沒有任何分裂或平行。由整個演化的波函式描述的抽象量子世界內部,包含了大量平行的經典故事線,它們一刻都不停的分裂、合併,經典理論無法描述的許多量子現象也是如此。
然而,以青蛙視角來看,每個觀察者只能感知全部真相的一小塊碎片:她只能看見自己所在的哈勃體積第一層),退相干使她無法感知到自己的第一層平行副本。
當她被問問題時,做出快速的決定並回答時,大腦內神經元水平上的量子效應分出多重結果。從鳥的視角看,她唯一的過去分叉出多重的未來。
而從青蛙視角來看,她的每個副本都不知道其他人的存在,所以這個量子分叉在她看來不過是一次小小的隨機事件。實際上,後來出現了擁有完全相同的記憶的無數個副本,直到她回答了問題。
存在多少個不同的平行宇宙。
儘管聽起來很奇怪,張曉辰觀察的圖說明完全相同的情況也發生在第一層平行宇宙中,唯一的區別只在於她的副本在什麼地方要麼住在以往舊的三維空間的其他地方,要麼住在無限維的希爾伯特空間的其他的量子分支)。
在這個意義上,第三層不比第一層奇怪多少。實際上,如果物理理論是么正的,那麼暴脹中的量子漲落,透過隨機過程並沒有產生唯一的初始條件,而是同時產生了所有可能的初始條件,形成量子疊加,之後退相干再使這些漲落在分立的量子分支中按照本來的經典方式演變。
這些量子漲落的遍歷本性意味著,一個給定的第三層哈勃體積如圖1.3所示在不同的量子分支之間)中結果的分佈,和你透過取樣一個量子分支中不同的哈勃體積第一層)得到的分佈是一致的。
如果物理常數,空間維度等再第二層中都可以改變,那麼它們在第三層的平行量子分支中也是各不相同的。原因在於,若物理是么正的,自發的對稱性破缺過程就不會產生唯一。
結果,而是產生所有結果的疊加,並迅速退相干形成各個獨立的第三層分支。簡而言之,第三層平行宇宙如果存在,也沒有在第一層和第二層上增加任何新東西——它不過是它們更難以區分的複製品罷了,同樣的事情在各個量子分支中一遍遍重複。<)剃刀原理,不過要是為了擺脫第三層宇宙,硬假設一個還沒看到的非么正效應出來,奧卡姆也滿意不到哪裡去。
關於埃弗雷特的平行宇宙一度激烈的爭論,在發現了一種恰好差不多大,但爭議較少的多重宇宙之後,突然銷聲匿跡了。
這讓人不禁回想起20世紀20年代中著名的夏普利一柯蒂斯seycur—tis)爭論:到底是有大量的星系在那時的標準來看就相當於平行宇宙)還是隻有一個。
考慮到現在的研究已經轉移到其他星系團、超星系團,甚至哈勃體積,再來看這場爭論,不過是茶杯中掀起的一場風暴罷了。事後來看,無論是夏普利一柯蒂斯爭論還是埃弗雷特爭論,這些爭論的產生無疑都是離奇的,反映了我們對擴充套件視界的本能抗拒。
一個普遍的反對意見就是,不斷的分叉會使宇宙的數目隨時間以指數方式增長。然而,宇宙數目n也很可能保持常數。這裡“宇宙”數目n,是指在一個給定時刻,以青蛙視角來看以鳥的視角來看當然只有一個)不可區分的宇宙數目,也就是,宏觀上不同的哈勃體積。
雖然明視訊記憶體在大量的宇宙諸如行星運動到隨機的新位置,和某人結婚等),但可以肯定n是有限的——即使我們迂腐地在量子水平上區分出哈勃體積,過分謹慎的結果是,在108開溫度以下也“只”有10(10115)個。
從鳥的視角看到的波函式平滑么正的演化,在一個觀察者的青蛙視角看來,相當於不停播放這n個經典宇宙快照的幻燈片。現在你處於宇宙a——你正在讀這句話的宇宙。現在你處於宇宙b——你正在閱讀另一句話的宇宙裡。
不同的是,宇宙b存在一個與宇宙a一模一樣的觀測者,僅多了幾秒鐘額外的記憶。在一張圖中,我們的觀察者先處於左邊那張畫板所描述的宇宙中,但現在平滑的接入兩個不同的宇宙,就像剛才的b接上a,無論在兩個中哪一個宇宙中,她都不會意識到另一個的存在。
想象畫出一系列分立的點,每點對應一個可能的宇宙,再用箭頭標出以青蛙視角來看,這些點是怎樣連在一起的。每個點可以只指向唯一一個點,或者指向好幾個點。
小主,這個章節後面還有哦,請點選下一頁繼續閱讀,後面更精彩!
同樣,好幾個點也可以指向同一個點,因為可以有很多方法達到同一個結果。所以第3層平行宇宙不僅包含分裂的分支,還同樣包含合併的分支。
遍歷性意味著,第三層平行宇宙的量子態在空間平移下是不變的,和時間平移一樣,是一個么正操作。如果在時間平移下也是不變的可以透過這樣實現:構建一組無限多量子態的疊加,其中每個態是同一量子態的不同時間平移態,這樣不同的時間發生的大爆炸就在不同的量子分支中),那麼宇宙數目就會自動保持常數。
所有可能的宇宙快照在每時每刻都存在,而時間的推移不過是觀看者眼中的景象——這是在科幻小說《排列城》perutationcity)中提出的想法,而後被多伊奇deutsch)、巴布林barbour)等人發展了。
經典力學如何從量子力學中湧現出來,有關這個問題的爭論仍在繼續,退相干的發現表明,這遠比讓普朗克常數h趨於零更為複雜。
而就像圖中所揭示的那樣,這還只是巨大疑團中的一個小問題。確實,關於量子力學解釋的無止境爭論——甚至更廣泛的關於平行宇宙的課題——在某種意義上都只是冰山一角。
正如在科幻諷刺電影《銀河系漫遊指南》hitcaxy)中說的那樣,已經發現答案就是“42”,而困難在於找出真正的問題。關於平行宇宙的問題,就像關於實在的疑問一樣深刻,但除此之外,還有一個更深刻的問題:就是關於物理實在和數學的地位問題。
這個問題存在兩種都有道理但截然相反的觀點,這一分歧的形成甚至可以追溯到柏拉圖和亞里士多德時代,問題是:誰才是正確的呢。
亞里士多德模型:主觀感覺上的青蛙視角是真實的物理,而鳥的視角和它所有的數學語言都不過是一種有用的近似。
其中柏拉圖模型:鳥的視角數學結構)才是真正的“真實”,而青蛙視角和我們用來描述它的所有人類語言,都只是對我們主觀感覺的有效近似。
哪個更為基本——青蛙視角還是鳥的視角,人類語言還是數學語言。你的回答將決定你怎樣看待平行宇宙。
喜歡星輪之逆天小道士請大家收藏:()星輪之逆天小道士書更新速度全網最快。